有关某地区边坡工程地质条件及其稳定性探析

【摘 要】边坡稳定性分析是一项复杂的系统问题。本文在详勘的基础上，查明了某市地区边坡的工程地质条件，运用瑞典条分法分析了该边坡的稳定性，结果认为该边坡整体是不稳定的。

【关键词】边坡；稳定性分析；瑞典条分法；治理措施

前言：

边坡稳定性问题是一项复杂的系统工程问题，它涉工程地质学、岩体力学和计算科学等多种学科交叉，一直是岩土工程的一个重要研究内容[1]。土质边坡开挖引起土体卸荷，引起应力重分布和应力集中，坡体为适应这种变化，将发生不同形式的变形与破坏，出现滑坡等灾害情况。因此，为最大限度减少因边坡失稳导致的重大人员伤亡、巨大经济损失、工程建设受阻等事件的的发生，需要对边坡的稳定性做出正确的预测和评价，并提出相关建议和工程处理措施。

本文结合某市地区边坡实际情况，对该边坡所处的地形地貌、地层岩性、裂隙发育特征、水文条件等影响边坡稳定性的主要工程地质要素进行系统分析，采用瑞典条分法对边坡稳定性进行定量分析，可以为类似土质边坡稳定性分析评价和治理提供借鉴。

1.工程地质条件

1.1 工程概况

某市地区边坡呈近北东（NE40°）走向，倾向近东向（E100°），边坡宽约50m，高3～15m，总长约540m（见图1）。

1.2 地形地貌

边坡地貌类型为丘陵区，危险边坡地形呈东北高西南低，东部比较陡峭，西部较为平缓。东区边坡的下部坡脚为出露的岩石，西部坡脚为土坡。

1.3 地层岩性

根据详细勘察报告，危险边坡发育地层主要为石炭系砂岩、泥质粉砂岩风化层，岩石节理裂隙发育。

①植物土层

黄褐色，松散，稍湿，主要为粉土、粉质粘土组成，局部含较多砂粒，局部含少量的植物根茎及有机质，主要分布于边坡表层。

图1 边坡平面图

②全风化砂岩层

黄褐色，风化剧烈，岩芯呈坚硬土状，含较多砂砾，遇水软化溃散，局部含有黑色的全风化泥质粉砂岩及煤屑。

③强风化岩层

该层依据岩性的不同分为两个亚层即强风化砂岩层、强风化泥质粉砂岩层。

强风化砂岩：黄褐色，风化强烈，岩芯呈半岩半土状，局部土夹碎块状，局部夹泥质粉砂岩风化残余，局部含中风化岩块，遇水软化溃散，岩石节理裂隙发育。该层分布广泛，厚度变化较大，总体较厚，主要位于边坡的中心位置。

强风化泥质粉砂岩：黑色，局部紫红色，风化强烈，岩芯呈半岩半土状，土夹碎块状，局部见有煤屑，局部含中风化岩块，岩芯遇水软化。该层主要位于边坡的下部及坡脚以下。

④中风化泥质粉砂岩

黑色，粒状结构，层状构造，岩石风化节理裂隙发育，岩芯呈块状，短柱状，岩质较软，岩芯遇水软化。由于该层节理发育，节理纵横交错将岩体切割成块状、短柱状，主要位于边坡的中、下部。

1.4 岩石裂隙特征

边坡区域构造位于广花复式向斜西南扬起端，属地壳运动相对稳定地带，新构造运动微弱。本区域附近的构造带主要为莲塘-神山断裂，距离边坡约为5公里，对本场地影响甚微，勘察过程中也未发现明显的断裂构造破碎带，也未发现新构造活动痕迹，判定本场地处于地质构造相对稳定区段。但由于受区域构造应力及后期风化作用，东区边坡下部中风化砂岩层节理发育，节理纵横交错将岩体切割成块状，比较明显的节理主要有两组，第一组产状237°°～269°∠65～81°，第二组产状310°～327°∠18°～31°，节理裂隙间距约50mm左右，裂隙宽度约2mm填充物为风化的粉质粘土等。

1.5 水文地质特征

边坡地下水位较深，详细勘察期间测得静止稳定地下水位埋深为4.12～27.05m，雨季期间，地下水位会有所上升，旱季期间，地下水位会有所下降，水位年变化幅度为1.00～2.50m。本场地地下水类型主要是赋存于基岩风化层中的裂隙水，呈带状或脉状分布，其富水性较差，裂隙水具承压性。以大气降水渗入补给为主，其次为侧向径流补给。本场地地下水水化学类型为HCO3·Cl-Na·K·Ca型水，微腐蚀性。

2.边坡稳定性影响因素

影响边坡变形与稳定性的因素较多，且各因素存在复杂性、相互作用性及不确定性，结合实际地质勘察情况，影响该边坡稳定性的因素主要有：

（1）岩土体工程地质性质。该地边坡，表土层呈松散状，且坡顶土体“竖向裂隙较发育”，成为地表水下渗通道；下部土体、风化岩层，粘粒含量较小，风化裂隙发育，岩石极破碎，呈较多土夹岩块状，而且具“膨胀性”，易形成崩塌或小型滑坡。

（2）水文地质条件。岩土体的力学性质受水的影响很大，边坡受强降雨雨水浸泡影响，造成土的结构、强度和应力条件的变化。

（3）地质构造条件。边坡中存在顺向断裂构造或节理、裂隙发育时，各岩土层在重力作用下，易发生朝向削坡临空面的蠕变。

（4）人类工程活动。该边坡为人工削坡形成，由于路侧边坡坡脚的开挖，坡体内部应力释放，破坏了原斜坡的稳定平衡，产生向坡外的滑动趋势。

综上所述，该地边坡为人工地形，岩性不稳定，岩石竖向裂隙发育，边坡岩土工程水文地质环境条件差，人类工程活动强烈，因此边坡处的地质环境条件复杂程度属复杂。

3.边坡稳定性分析与计算

该地边坡形成主要为自然原因和人工削坡造成，长时间雨水冲刷及边坡地层的不断风化使得边坡内部松散，导致边坡的南坡和北坡局部经常发生小规模的崩塌，使边坡在局部可能产生小规模的滑坡。

3.1边坡定性分析

结合实际地质调查和工程勘察等情况，将该边坡分为东、西两个边坡。

东区边坡高度为8.0～15.0米，组成边坡的主要岩土层为植物土层、强风化岩层，局部为全风化岩层，对于边坡影响较大的地层主要是强风化砂岩层。上部边坡坡角为11°～31°，下部边坡坡角约为60°～75°，边坡整体较为陡峭，下部中风化砂岩层发育两组解理，将岩石节切割成块状，边坡稳定性较差，遇到暴雨或洪水时可能会出现崩塌或小型滑坡。

西区边坡高度均小于8.0米，组成边坡的主要岩土层植物土层、全风化岩层，局部为强风化岩层，对于边坡影响较大的地层主要是全风化岩层。西区边坡较缓，一般坡角为20°左右，边坡滑塌的可能性较小，如遇暴雨或洪水可能会使水流夹带较多的泥沙冲到坡脚堆积。

4.结论

通过现场工程地质勘察和室内分析，可得出如下结论：

（1）该地边坡是人工开挖形成，地形起伏较大，边坡上部主要为植物土层、全风化砂岩，下部为强风化岩层、中分化泥质粉砂岩，出露的岩层节理裂隙发育，节理裂隙间距约50mm左右，节理裂隙纵横交错将岩体切割成块状，分化作用较强，有小规模滑落，经工程地质分析认为边坡整体是不稳定的。

（2）该边坡由岩土体共同组合而成，破坏类型为平面-圆弧形滑动，既上部为圆弧型破坏，下部为沿岩土界面破坏。

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